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01 虛擬示波器

說(shuō)到虛擬示波器，大家應(yīng)該都不陌生。在學(xué)校時(shí)開(kāi)發(fā)智能車(chē)，調(diào)節(jié)PID時(shí)虛擬示波器是必須的工具。虛擬示波器軟件有很多，之前我也分享過(guò)一篇文章《一個(gè)超贊的開(kāi)源串口虛擬示波器項(xiàng)目》，基于QT的開(kāi)源軟件，大家有興趣可以看一下。一般情況下虛擬示波器軟件都是通過(guò)串口接收數(shù)據(jù)的，所以要求MCU通過(guò)串口把數(shù)據(jù)打包成軟件支持的協(xié)議發(fā)給虛擬示波器軟件。

02 J-Scope是什么

J-Scope是J-link的功能之一，J-Link是SEGGER公司為支持仿真ARM內(nèi)核芯片推出的JTAG仿真器。簡(jiǎn)單地說(shuō)，是一個(gè)JTAG協(xié)議轉(zhuǎn)換盒。關(guān)于J-Link可以看之前的文章《關(guān)于JTAG你知道和不知道的都在這里》《JLink cmd的使用》。

J-Scope也是SEGGER公司推出的，使用Jlink連接MCU后，可以在目標(biāo)MCU運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)并圖形化顯示的軟件。

J-Scope可以以類(lèi)似示波器的方式顯示多個(gè)變量的值。它讀取elf或axf文件并允許選擇多個(gè)變量進(jìn)行可視化。

只需將目標(biāo)微控制器連接到J-Link并啟動(dòng)J-Scope，幾個(gè)步驟即可配置J-Scope，并選擇要顯示的符號(hào)。如下圖

J-Scope主要有RTT和HSS兩種工作模式。

RTT模式：需要用戶在MCU上添加代碼，有點(diǎn)類(lèi)似串口上傳數(shù)據(jù)，因?yàn)橛蓄~外的代碼，所以需要占用MCU的資源。優(yōu)點(diǎn)是速度快，缺點(diǎn)是需要額外的代碼。

HSS模式：不需要用戶在MCU上添加任何代碼，只需要使用J_Scope加載MDK或IAR的可執(zhí)行文件即可，而且可以隨時(shí)鏈接MCU，不影響MCU的正常功能，不需要額外的資源。使用標(biāo)準(zhǔn)的SWD接口即可。優(yōu)點(diǎn)是不需要添加代碼，缺點(diǎn)是速度較慢，一般為1K。

因?yàn)镠SS模式不需要額外添加任何代碼，所以我比較喜歡HSS模式，日常開(kāi)發(fā)中也經(jīng)常用到HSS模式。下文將重點(diǎn)講解HSS模式。

軟件準(zhǔn)備，要使用J-Scope功能，除了一個(gè)JLink外，還需要安裝J-Flash和J-Scope軟件。下載鏈接如下

下載鏈接：https://pan.baidu.com/s/1KO13rZw8RVyIQPN4Qpp4-w

提取碼：eqxx

03HSS模式

首先編寫(xiě)測(cè)試代碼，將程序下載到單片機(jī)內(nèi)

#include "main.h" 
#include <math.h>       /* sin */ 
 
RCC_ClocksTypeDef RCC_Clocks; 
 
float x = 0; 
double sin_o = 0; 
double cos_o = 0; 
int main(void) 
{ 
  RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks); 
   
  while (1) 
  { 
    x += 1; 
    if(x >= 360) 
      x = 0; 
    sin_o = sin(x*3.14/180); 
    cos_o = cos(x*3.14/180); 
  } 
} 

J-Scope軟件的配置

新建工程，在①處選擇USB，大部分情況下我們都是使用USB連接的Jlink的，在②處在SpecifyTargetDevice處選擇對(duì)應(yīng)的單片機(jī)型號(hào)，在③處選擇不同接口，我這里使用的SWD接口，在④處選擇HSS模式，額外說(shuō)明⑤處的中文亂碼是us。

特別說(shuō)明，在⑥處加載keil工程生成的.axf文件或IAR工程生成的.out文件。路徑中最好不要有中文。點(diǎn)擊OK完成配置。

接下來(lái)選擇要觀察的變量，不僅僅如下cos_o的變量，還有RCC_Clocks結(jié)構(gòu)體變量也可以監(jiān)控，只能選擇全局變量，這也是J-Scope的局限性。

如果選擇完畢，需要增加其他變量，可以在線圖方框中右鍵，點(diǎn)擊AddSymbols新增變量，選中已經(jīng)已經(jīng)添加的變量，按del鍵就可以刪除。

點(diǎn)擊紅色按鈕開(kāi)始運(yùn)行

兩個(gè)技巧：移動(dòng)下圖①處的三角可以快速上下移動(dòng)波形。如②處在變量上右鍵可以使用快捷菜單。

04 總結(jié)

J-Scope個(gè)人覺(jué)得是一個(gè)不錯(cuò)的工具，可以方便查看某些數(shù)據(jù)的波形，在ADC采集，溫度傳感器等等具有一定的作用。

比如一種情況：MCU采集溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)串口報(bào)給其他設(shè)備，這時(shí)候其他設(shè)備顯示有很多異常的溫度值，這個(gè)時(shí)候需要定位是MCU采集錯(cuò)了，還是其他設(shè)備解析數(shù)據(jù)錯(cuò)了。如果還在開(kāi)發(fā)中，這個(gè)時(shí)候debug既可。但在已經(jīng)發(fā)布的軟件中，使用示波器監(jiān)控解析串口數(shù)據(jù)是一個(gè)麻煩的事情，這個(gè)時(shí)候使用J-Scope就可以顯示MCU采集的溫度(保存在全局變量中)。不過(guò)這要求發(fā)布版本時(shí)，保存一份.ou文件或.axf文件。

J-Scope這么強(qiáng)大，但是依舊取代不了通過(guò)硬件串口發(fā)送給PC虛擬示波器的軟件，因?yàn)镴-Scope只能讀取全局變量的數(shù)據(jù)，我們使用硬件串口可以將函數(shù)的局部變量發(fā)給虛擬示波器。

本文提供了一種針對(duì)發(fā)布版軟件，在沒(méi)有其他“埋點(diǎn)”打印的情況下，如何監(jiān)控全局變量的方法，之前的文章《JLink cmd的使用》也提供了一種思路解決類(lèi)似的問(wèn)題，有興趣的同學(xué)可以看一下。

文末說(shuō)句感想，開(kāi)發(fā)中使用的用具沒(méi)有好壞，只是使用場(chǎng)景不同，多掌握幾種工具，就可以多一些辦法解決一些刺手的問(wèn)題。

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「知曉編程」

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